DE1904155C3

DE1904155C3 - Additional device on a cutting torch

Info

Publication number: DE1904155C3
Application number: DE1904155A
Authority: DE
Inventors: Alfred Oberengstringen Roth (Schweiz)
Original assignee: Kjellberg Eberle GmbH
Current assignee: Kjellberg Eberle GmbH
Priority date: 1968-10-22
Filing date: 1969-01-28
Publication date: 1978-07-20
Also published as: DE1904155A1; US3612086A; DE1904155B2; CH516967A

Description

Beim Autogenschneiden mit Maschinen werden sogenannte Dreischlauch-Maschinenschneidbrenner verwendet. Eine Schlauchzuleitung ist für das Brenngas (Acetylen, Propan usw.), eine weitere für den Heizsauerstoff und die dritte für den Schneidsauerstoff bestimmt Mit der an der Brennerdüse erzeugten Heizflamme, die durch am Brenner sich befindende Ventile einreguliert wird, erwärmt man den zu schneidenden Werkstoff bis auf Verbrennungstemperatur. Wenn diese erreicht ist, wird durch öffnen der Schneidsauerstoffzufuhr und gleichzeitiges Einschalten der Vorschubbewegung desWhen cutting oxy-fuel with machines, so-called three-hose machine cutting torches are used used. A hose feed line is for the fuel gas (Acetylene, propane, etc.), another one for heating oxygen and the third one for cutting oxygen With the heating flame generated at the burner nozzle, which is regulated by valves on the burner the material to be cut is heated up to combustion temperature. When this is achieved is activated by opening the cutting oxygen supply and simultaneously switching on the feed movement of the

ίο Brenners, der autogene Schneidvorgang eingeleitetίο torch, the oxy-fuel cutting process initiated

In der Regel sollte am Brenner für normale, senkrechte Schnitte, eine möglichst weiche, d.h. schwache Heizflamme eingestellt sein. Besonders bei der Verwendung von Propan, Leuchtgas und Methan alsAs a rule, for normal, vertical cuts on the burner, the softest possible, i.e. a weak heating flame must be set. Especially when using propane, coal gas and methane as

ts Heizgas lassen sich nur auf diese Weise einwandfreie, gratfreie Schnittkanten besonders an dünnen Blechen erzeugen. Während des Schneidens ist eine allzu starke Heizflamme überflüssig und hat nur einen bis ca. 50% größeren Verbrauch an Heizgasgemisch zur Folge. Der Nachteil einer »weich« eingestellten Heizflamme besteht aber darin, daß zum Vorwärmen des Werkstoffes eine wesentlich längere Zeit benötigt wird, als wenn die Heizflamme stark eingestellt ist Die üblich verwendeten Maschinen-Schneidbrenner sind nicht eingerichtet, die Brennerflamme während dem Arbeitsprozeß einwandfrei von »Anwärmfidmme« auf »Schneidflamme« nachzuregulieren. Wird im Akkord gearbeitet, dann regelt der Bedienungsmann die Heizflamme meistens sehr stark ein, damit beim Anwärmen keine Zeit verloren geht Die daraus resultierenden Nachteile müssen dabei in Kauf genommen werden.ts heating gas can only be flawlessly Create burr-free cut edges, especially on thin sheets. While cutting is an overly strong one Heating flame superfluous and only results in up to approx. 50% greater consumption of the heating gas mixture. Of the The disadvantage of a "soft" set heating flame is that it is used to preheat the material a much longer time is required than when the heating flame is set to high The usual Machine cutting torches used are not set up the burner flame during the work process can be readjusted properly from “heating” to “cutting flame”. Will be in chord worked, then the operator controls the heating flame very strongly, so that when Warming up no time is lost The resulting disadvantages must be accepted will.

Zur Behebung dieser Nachteile ist schon ein Zusatzgerät an einem Schneidbrenner bekannt, das eine Brenngasleitung, eine Heizsauerstoffleitung und eine Schneidsauerstoffleitung sowie Regulierventile in Brenngas- und Heizsauerstoffleitung aufweist, und welches Zusatzgerät je einen in dit Brcnngasleitung, die Heizsauerstoffleitung und die Schneidsauerstoffleitung geschalteten Leitungsabschnitt, je ein Handregulierventil in den in die Brenngasleitung und die Heizsauerstoffleitung geschalteten Leitungsabschnitten und diesen Handregulierventilen parallelgeschaltete, durch den Schneidsauerstoffdruck betätigbare Steuerventile, die bei vorhandenem Schneidsauerstoffdruck geschlossen sind, aufweist (US-PS 31 54 089). Dieses Zusatzgerät kann auch in bestehende Anlagen eingebaut werden und besorgt die automatische Herabsetzung der Brenngasmenge und der Heizsauerstoffmenge, sobald nachTo overcome these disadvantages, an additional device on a cutting torch is already known, the one Combustion gas line, a heating oxygen line and a cutting oxygen line as well as regulating valves in Has fuel gas and heating oxygen line, and which additional device each one in dit Brcnngasleitung, the Heating oxygen line and the cutting oxygen line switched line section, each with a manual regulating valve in the line sections connected to the fuel gas line and the heating oxygen line and these Control valves connected in parallel and actuated by the cutting oxygen pressure, which are closed when cutting oxygen pressure is present, has (US-PS 31 54 089). This accessory can also be built into existing systems and automatically reduces the amount of fuel gas and the amount of heating oxygen as soon as after

so erfolgtem Aufheizen der Schneidsauerstoff zugeführt wird. Zur Drosselung der Brenngas- und Heizsauerstoffzufuhr ist ein kombiniertes Steuerventil mit in einer Bohrung verschiebbarem Ventilkörper vorgesehen, der durch eine Membran betätigt wird. Zur Erzeugung eines steuernden Druckunterschiedes an der Membran ist ein Durchflußwiderstand vorhanden, in welchem der Schneidsauerstoffdruck reduziert wird. Dadurch ist diese bekannte Ausführung umständlich und nicht völlig betriebssicher, weil bei einer Undichtheit ein Gasaustausch im gemeinsamen Ventilraum erfolgen kann. Da die Membran einen schweren, viel Reibung aufweisenden Ventilkörper betätigen muß, und da auf die Membran nur eine Druckdifferenz wirkt, ist eine große Membran erforderlich, was eine voluminöse Konstmktion ergibt.In this way, the cutting oxygen is supplied to the heating. To throttle the supply of fuel gas and heating oxygen, a combined control valve is provided with a valve body which can be displaced in a bore and which is actuated by a membrane. To generate a controlling pressure difference across the membrane, there is a flow resistance in which the cutting oxygen pressure is reduced. As a result, this known design is cumbersome and not completely reliable, because a gas exchange can take place in the common valve chamber in the event of a leak. Since the diaphragm has to operate a heavy, high friction valve body, and since only a pressure difference acts on the diaphragm, a large diaphragm is required, which results in a voluminous construction.

Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, ein einfaches, kompaktes und besonders betriebssicheres Zusatzgerät zu schaffen. Das erfindungsgemäße Zusatzgerät istIt is the aim of the present invention to provide a simple, compact and particularly reliable additional device to accomplish. The additional device according to the invention is

dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt für den Schneidsauerstoff zwischen den Leitungsabschnitten für Brenngas und Heizsauerstoff angeordnet ist, und daß beidseitig des Leitungsabschnitts für den Schneidsauerstoff getrennte Steuerventile mit je einer Betätigungsmembran vorgesehen sind, wobei jede Membran über einen Durchlaß vom Leitungsabschnitt für den Schneidsauerstoff her vom Sauerstoffdruck einseitig beaufschlagt wird.characterized in that the line section for the cutting oxygen between the line sections for fuel gas and heating oxygen is arranged, and that on both sides of the line section for the cutting oxygen separate control valves are provided, each with an actuating membrane, each membrane via a passage from the line section for the cutting oxygen from the oxygen pressure on one side is applied.

In diesem Falle sind vollständig getrennte Ventile vorhanden, die durch dichte, nur einseitig beaufschlagte Membranen sicher abgedichtet sind. Es ergibt sich damit eine einfache, kompakte und betriebssichere BauartIn this case, completely separate valves are available, which are only pressurized on one side by tight Membranes are securely sealed. This results in a simple, compact and operationally reliable design

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is described in greater detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing explained.

F i g. 1 zeigt ein Schema einer Schneidbrenneranlage undF i g. 1 shows a diagram of a cutting torch system and

Fig.2 zeigt den Hauptteil des Zusatzgerätes im Schnitt.Fig. 2 shows the main part of the additional device in section.

Der Schneidbrenner 1 ist gemäß F i g. 1 mit drei Leitungen verbunden, nämlich einer Brenngasleitung 2, einer Heizsauerstoffleitung 3 und einer Schneidsauerstoffleitung 4. In der Brenngasleitung 2 sind zwei unabhängig voneinander einstellbare Handregulierventile 5 und 6 in Serie angeordnet Desgleichen sind in der Heizsauerstoffleitung 3 zwei unabhängig voneinander einstellbare Handregulierventile 7 und 8 in Serie geschaltet. In der Schneidsauerstoffleitung 4 befindet sich ein Absperrventil 9 und ein Rückschlagventil 10. Die beiden Ventile 5 und 7 werden je von einem Steuerventil 11 bzw. 12 überbrückt In Fig. 1 ist schematisch angedeutet, daß die beiden Ventile 11 und 12 einen Kolben aufweisen, der durch eine Druckfeder in der dargestellten Lage gehalten wird, wenn keine Drücke auf ihn wirken. Der der Feder gegenüberliegende Raum der Ventile 11 und 12 steht mit der Schneidsauerstoffleitung 4 in Verbindung. Die Steuerventile 11 und 12 sind daher offen, wenn kein Schneidsauerstoff zugeführt wird, d. h., wenn das Absperrventil 9 geschlossen ist, und werden durch den Druck des Schneidsauerstoffes geschlossen, wenn derselbe zufließt Der Durchflußwiderstand der offenen Ventile 11 und 12 ist vernachlässigbar gering verglichen mit den Durchflußwiderständen der Ventile 5—8 in irgendwelchen Regulierstellungen. In den Zuleitungen 2 und 3 befinden sich vor den Ventilen 5 und 7 Rückschlagventile 13 und 14.The cutting torch 1 is shown in FIG. 1 connected to three lines, namely a fuel gas line 2, a heating oxygen line 3 and a cutting oxygen line 4. In the fuel gas line 2 are two independently adjustable manual regulating valves 5 and 6 arranged in series Heating oxygen line 3 two independently adjustable manual regulating valves 7 and 8 in series switched. Located in the cutting oxygen line 4 a shut-off valve 9 and a check valve 10. The two valves 5 and 7 are each of one Control valve 11 and 12 bridged. In Fig. 1 it is indicated schematically that the two valves 11 and 12 have a piston which is held by a compression spring in the position shown when none Press to act on him. The opposite of the spring space of the valves 11 and 12 is with the Cutting oxygen line 4 in connection. The control valves 11 and 12 are therefore open when none Cutting oxygen is supplied, d. i.e., when the shut-off valve 9 is closed, and are through the Pressure of cutting oxygen closed when it flows in. The flow resistance of the open Valves 11 and 12 is negligibly small compared with the flow resistances of the valves 5-8 in any regulating positions. In the supply lines 2 and 3 check valves 13 and 14 are located upstream of valves 5 and 7.

Die Ventile 6 und 8 dienen der Einstellung der Brenngas- und Heizsauerstoffmenge für die Anwärmflamme, d. h., für die stärkere Flamme. Zum Anwärmen des Werkstücks fließt kein Schneidsauerstoff zu und die Ventile 11 und 12 sind somit offen. Die Regulierung der Brenngas- und Herzsauerstoffmenge erfolgt daher ausschließlich durch die Ventile 6 und 8. Genügt die Temperatur des Werkstücks, so wird durch öffnen des Absperrventils 9 Schneidsauerstoff zugeführt. Damit wirkt der Druck des zufließenden Schneidsauerstoffes auf die Kolben der Ventile 11 und 12 und verschiebt diese Kolben entgegen der Federwirkung, so daß die Ventile geschlossen werden. Brenngas und Heizsauerstoff können daher jetzt nur noch durch die Ventile 5 und 7 zufließen. Diese Ventile sind so eingestellt, daß durch sie die gewünschte Brenngas- und Heizsauerstoffmenge für den Schneidvorgang zufließt. Da also die Ventile 5 und 7 für kleinere Durchlfußmengen eingestellt sind als die Ventile 6 und 8, haben beim Schneidvorgang die Ventile 6 und 8 keinen wesentlichen Einfluß mehr auf die zufließenden Mengen, ganz abgesehen davon, daß bei der Voreinstellung der Ventile 5 und 7 der in Serie liegende Durchflußwiderstand der Ventile 6 und 8 bereits berücksichtigt werden kann. Die Voreinstellung erfolgt also in der Weise, daß vorerst bei offenen Ventilen 11 und 12 mittels der Ventile 6 und 8 die gewünschten Mengen für den Anwärmvorgang und anschließend bei geschlossenen Ventilen 11 und 12 mittels der Ventile 5 und 7 dieThe valves 6 and 8 are used to set the amount of fuel gas and heating oxygen for the heating flame, d. i.e., for the stronger flame. No cutting oxygen flows in to heat the workpiece and the Valves 11 and 12 are thus open. The regulation of the The amount of fuel gas and oxygen from the heart is therefore exclusively through valves 6 and 8. If this is sufficient Temperature of the workpiece, cutting oxygen is supplied by opening the shut-off valve 9. In order to the pressure of the inflowing cutting oxygen acts on the pistons of valves 11 and 12 and moves them these pistons counteract the spring action, so that the valves are closed. Fuel gas and heating oxygen can therefore now only flow in through valves 5 and 7. These valves are set so that through them the desired amount of fuel gas and heating oxygen flows in for the cutting process. So there the Valves 5 and 7 are set for smaller flow rates than valves 6 and 8 have at Cutting process the valves 6 and 8 no longer have any significant effect on the inflowing quantities, entirely apart from the fact that when the valves 5 and 7 are preset, the flow resistance in series the valves 6 and 8 can already be taken into account. The presetting is done in such a way that initially with open valves 11 and 12 by means of valves 6 and 8, the desired quantities for the The heating process and then with the valves 11 and 12 closed by means of the valves 5 and 7

ίο gewünschten Mengen für den Schneidvorgang eingestellt werden. Die Rückschlagventile 10, 13 und 14 verhindern jedes Rückströmen von Fremdgasen, z. B. von Sauerstoff zum Brenngas oder umgekehrt unter besonderen Umständen und bei Undichtheiten in den Ventilen 11 und 12 so daß die Vorrichtung in allen Fällen explosionssicher ist.ίο set the desired quantities for the cutting process will. The check valves 10, 13 and 14 prevent any backflow of foreign gases, e.g. B. from oxygen to the fuel gas or vice versa under special circumstances and in the event of leaks in the Valves 11 and 12 so that the device is explosion-proof in all cases.

Bestehende Schneidbrenner weisen normalerweise bereits die Regulierventile 6 und 8 sowie ein Ventil 9 für den Schneidsauerstoff auf. Gegebenenfalls sind besondere Regulier-und Absperrventile für r'-,-ίΐ Schneidsauerstoff vorhanden.Existing cutting torches normally already have the regulating valves 6 and 8 and a valve 9 for the cutting oxygen. If necessary, there are special regulating and shut-off valves for r '-, - ίΐ cutting oxygen available.

Das Zusatzgerät gemäß F i g. 2 ist zur Ergänzung eines solchen Schneidbrenners geeignet Die Teile der Handregulierventile 5 und 7 sind nicht näher bezeichnet und bedürfen auch keiner besonderen Erläuterung. Sie liegen in Leitungsabschnitten 2 bzw. 3. Die Steuerventile 11 und 12 sind hier als Kugelventile ausgebildet, deren Kugeln 15 in zylindrische Halter 16 eingesetzt sind. Die Halter 16 sind in Bohrungen axial beweglich geführt und werden von Federn 17 in der dargestellten Offenlage gehalten. Auf jeden Halter 16 wirkt eine Membran 18, die in einer mit der Schneidsauerstoffleitung 4 in Verbindung stehenden Kammer beweglich angeordnet ist. Das Rückschlagventil 10 ist als Tellerventil ausgebildet und ist in bestimmten Fällen erforderlich, um ein Rückströmen von brennendem Gas durch die Leitung 4 bei unterbrochener Schneidsauerstoffzufuhr zu verhindern. Der Ventilteller 19 wird mit seiner Dichtung 20 durch eine Feder 21 gegen den Ventilsitz 22 gedrückt. Wird Schneidsauerstoff durch die Leitung 4 zugelahrt, so wird der Ventilteller 19, 20 vom Sitz 22 abgehoben und der Schneidsauerstoff kann zum Brenner fließen. Infolge des Druckabfalles im Brenner entsteht innerhalb der Membranen 18 genügenderThe additional device according to FIG. 2 is suitable as a supplement to such a cutting torch. The parts of Manual regulating valves 5 and 7 are not designated in more detail and do not require any special explanation. she lie in line sections 2 and 3. The control valves 11 and 12 are designed here as ball valves, their Balls 15 are inserted into cylindrical holders 16. The holders 16 are guided and axially movable in bores are held by springs 17 in the illustrated open position. A membrane 18 acts on each holder 16, which are movably arranged in a chamber connected to the cutting oxygen line 4 is. The check valve 10 is designed as a poppet valve and is required in certain cases, a backflow of burning gas through the line 4 when the cutting oxygen supply is interrupted to prevent. The valve disk 19 with its seal 20 is held against the valve seat 22 by a spring 21 pressed. If cutting oxygen is supplied through the line 4, the valve disk 19, 20 is removed from the seat 22 lifted off and the cutting oxygen can flow to the torch. As a result of the pressure drop in the burner arises within the membranes 18 to a sufficient extent

Überdruck, um diese Membranen, die Halter 16 und die Ventilkugeln 15 entgegen der Wirkung der Federn 17 zu verschieben und die Ventile 11 und 12 zu schließen. Die Rückschlagventile 13 und 14 können, sofern vorhanden, ähnlich ausgeführt sein wie das Rückschlagventil 10. Das Zusatzgerät nach F i p. 2 hat an den Stutzen seiner drei Leitungsabschnitte die erforderlichen Schraubanschlüsse für alle drei Zuleitungen 2,3 und 4 und kann leicht bei jedem SeMehenden Brenner angebaut werden, wobei es z.B. gemäß Fig.2 direkt auf das Schneidsauerstoff-Brennrohr 1 aufgesetzt werden kann. Die Le;:ungsabschnitte des Zusatzgeräts sind der Einfachheit halber auch mit 2,3 und 4 bezeichnet.Overpressure to these membranes, the holder 16 and the valve balls 15 against the action of the springs 17 move and close valves 11 and 12. the Check valves 13 and 14 can, if present, be designed similar to the check valve 10. The Additional device according to F i p. 2 has on the neck of its three Line sections provide the necessary screw connections for all three supply lines 2, 3 and 4 and can easily be used at can be attached to every single burner, e.g. directly onto the cutting oxygen burner tube as shown in Fig. 2 1 can be put on. The le;: ungs sections of the auxiliary device are for the sake of simplicity also designated with 2, 3 and 4.

Die Ausbildung, Anordnung und Steuerung der Ventile kann auch anders erfolgen, wenn nur die zugrundeliegende Idee der Zusammenfassung bestimmter Teile in einem Zusatzgerät verwirklicht ist.The training, arrangement and control of the valves can also be done differently, if only the underlying idea of combining certain parts in an additional device is realized.

Eine der dargestellten und beschriebenen Vorrichtungen kann natürlich auch zur gemeinsamen Regelung der Gaszufuhr zu mehreren Brennern dienen.One of the devices shown and described can of course also be used for joint control of the Serve gas supply to several burners.

6S Die Durchlässe zwischen dem Leitungsabschnitt 4 und den Membrankammern haben kleineren Querschnitt als die Bohrungen, in welchem die Halter 16 kolbenartig verschiebbar sind. Vorzugsweise werden6S The passages between the line section 4 and the membrane chambers have a smaller cross-section than the bores in which the holders 16 can be displaced in the manner of a piston. Preferably be

diese Durchlässe noch enger ausgeführt als in Fig. 2 dargestellt, um eigentliche Durchflußwiderstände zu bilden. Damit wird einmal die Übertragung des plötzlich einsetzenden Schneidsauerstoffdruckes gedämpft, so daß die Membranen und Ventilteile keine schlagartigen Bewegungen ausführen und somit nicht vorzeilig ausgeschlagen werden. Diese Ausführung hat den weiteren Vorteil, daß beim Fehlen des Schneidsauerstoffdruckes im Leitungsabschnilt 4 des Zusatzgerätes, d. h., wenn das Ventil 9 geschlossen ist, der Druck der Gase in den Leitungsabschnitten 2 und 3 und der Druck der Federn 17 die Membranen 18 gegen die denselben anliegenden Mündungsränder der genannten Durchlässe preßt, womit eine sichere Abdichtung erzielt wird.these passages are made even narrower than shown in FIG. 2 in order to increase the actual flow resistances form. This dampens the transmission of the cutting oxygen pressure that suddenly sets in, see above that the diaphragms and valve parts do not carry out sudden movements and therefore not prematurely be knocked out. This design has the further advantage that in the absence of cutting oxygen pressure in the line section 4 of the additional device, d. i.e., when the valve 9 is closed, the pressure of the Gases in the line sections 2 and 3 and the pressure of the springs 17, the membranes 18 against the same presses adjacent mouth edges of said passages, whereby a secure seal is achieved.

Hierzu 1 EJlatt ZeichnungenFor this purpose 1 EJlatt drawings

Claims

Patent claims:

1. Additional device on a cutting torch with a fuel gas line, a heating oxygen line and a cutting oxygen line and with regulating valves in the fuel gas and heating oxygen line, which additional device each one in the fuel gas, the heating oxygen and the cutting oxygen line switched line section, one manual regulating valve each in the fuel gas line and in the Heating oxygen line and line sections connected in parallel to these manual regulating valves, by the cutting oxygen pressure actuated control valves, which when the cutting oxygen pressure are closed, characterized in that the line section (4) for the cutting oxygen between the line sections (2,3) for fuel gas and heating oxygen is arranged, and that on both sides of the line section (4) for the separating oxygen separate control valves (11, 12) each with an actuating membrane (18) are provided, with each membrane via a passage from the line section (4) for the cutting oxygen from Oxygen pressure is applied on one side.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the passages between the line section (4) for the cutting oxygen and the membranes (18) designed as narrow flow resistances sii.J, such that a sudden actuation of the membranes (1 £ and the result -operated control valves (Ii, 12) upon insertion of the cutting oxygen pressure vermiedr t.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the control valves (11, 12) as Ball valves are designed, the balls (IS) in cylindrical, guided in bores and each with a membrane (18) connected holders (16) sit, wherein the holder (16) and valve balls (15) in the absence of cutting oxygen pressure due to the spring action of a return spring (17) and / or the associated membrane (18) are held in the open position.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the passages between the line section (4) for the cutting oxygen and the membranes (18) have a smaller cross-section than the holder (16), such that in the absence of cutting oxygen pressure, the membranes (18) under the mentioned spring action against the mouths of the passages are pressed.

5. Apparatus according to any one of claims 1-4, characterized in that in the cutting oxygen supply line (4) between the point at which the cutting oxygen is applied to the control valves (11, 12) acts, and the burner (1) a check valve (10) is arranged.

6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that a check valve (13 or 14) is arranged in front of the control valve (11 or 12) in the feed lines (2, 3) for fuel gas and heating oxygen.